Entschlüsselungen auf Zellebene

ZEISS Microscopy bietet eine breite Palette fortschrittlicher Mikroskopietechniken an, die speziell auf die zellbiologische Forschung zugeschnitten sind und sowohl qualitative als auch quantitative Analysen in verschiedenen Größenordnungen ermöglichen. Hier die wichtigsten Verfahren:

Lichtmikroskopie:

• Weitfeldmikroskopie: Ideal für die schnelle Abbildung fluoreszenzmarkierter Zellen und Gewebe.
• Konfokalmikroskopie: Konfokales Laserscanning ermöglicht eine optische Schichtung und 3D-Rekonstruktion von Zellstrukturen.
• Multiphotonenmikroskopie: Ermöglicht die Bildgebung im tiefen Gewebe bei geringer Photoschädigung, was vor allem bei lebendem Gewebe und intravitaler Bildgebung von Nutzen ist.
  Superauflösende Mikroskopie:
  • Airyscan: Kombiniert konfokale Bildgebung mit einer höheren Auflösung (laterale Auflösung bis 90 nm) und Empfindlichkeit.
  • Elyra: Die Verfahren der strukturierten Beleuchtungsmikroskopie (SIM), PALM und dSTORM ermöglichen eine Auflösung jenseits der Beugungsgrenze.

Elektronenmikroskopie (EM):

• Rasterelektronenmikroskopie (REM): Bildgebung der Oberflächenmorphologie; ZEISS bietet außerdem Lösungen wie:
  • Array Tomography und serielles Block-Face-Imaging mit ZEISS Volutome.
  • 3D-Volumenbildgebung mit FIB-SEM für die hochauflösende 3D-Rekonstruktion von Zellen und Organellen.

Korrelative Mikroskopie:

• CLEM (Correlative Light and Electron Microscopy): Kombiniert Fluoreszenzmikroskopie mit Elektronenmikroskopie, um funktionelle Daten (Lebendzell- oder Fluoreszenzdaten) mit dem ultrastrukturellen Kontext in Beziehung zu setzen.

Digitale und KI-gestützte Bildgebung:

• KI-gestützte Segmentierung und Analyse mit der ZEN Software und ZEISS arivis zur Visualisierung und Quantifizierung von 3D-/4D-Bildern.

ZEISS Celldiscoverer 7 und ZEISS LSM 980 und 990 mit Airyscan 2 sind für das Live-Cell-Imaging optimiert. Sie enthalten Inkubationssysteme mit einer präzisen Temperatur-, CO₂- und Sauerstoff- und Luftfeuchtigkeitsregelung und gewährleisten so langfristig konstante physiologische Bedingungen. Das LSM 990 ermöglicht zudem eine schonende Bildgebung bei hoher Empfindlichkeit und eignet sich daher ideal für Zeitrafferexperimente mit minimaler Phototoxizität.

ZEISS Lattice Lightsheet eignet sich ideal für die Langzeitbildgebung lebender Zellen, da es hochauflösende dreidimensionale Bilder bei minimaler Phototoxizität und minimalem Photobleaching liefert. Dieses hochmoderne Bildgebungssystem nutzt die Gitter-Lichtblattbeleuchtung, die eine schonende und kontinuierliche Beobachtung zellulärer Prozesse im Zeitverlauf ermöglicht. Dabei bleiben Lebensfähigkeit und Funktion der Zellen erhalten, während dynamische Vorgänge mit außergewöhnlicher Klarheit erfasst werden.

Zeiss LSM 980 und 990 mit Airyscan eignen sich ideal für die Langzeitbildgebung lebender Zellen, da die Airyscan-Technologie superauflösende Aufnahmen mit erhöhter Empfindlichkeit und verringerter Phototoxizität anfertigt. So können detaillierte, qualitativ hochwertige Bilder von zellulären Prozessen über längere Zeiträume hinweg erstellt und gleichzeitig die Gesundheit und Lebensfähigkeit der Zellen erhalten werden. Darüber hinaus sorgen die fortschrittlichen Funktionen zur Steuerung der Umgebungsparameter für optimale Bedingungen beim Live-Cell-Imaging, womit es sich hervorragend für Langzeituntersuchungen zu dynamischen zellulären Vorgängen eignet.

ZEISS beherrscht verschiedene superauflösende Verfahren:

• Airyscan (bei LSM 990/LSM 910) verbessert die laterale Auflösung auf bis zu ~90 nm, erhöht gleichzeitig das Signal-Rausch-Verhältnis und schont lebende Proben besonders.
• Die Lattice SIM-Familie bietet strukturierte Beleuchtungsmikroskopie (Lattice SIM²), PALM und dSTORM und erreicht eine Auflösung von 20 bis 40 nm. Diese Systeme ermöglichen eine detaillierte Abbildung von Organellen, Elementen des Zytoskeletts und Proteinkomplexen in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung.

Ja. ZEISS bietet verschiedene Systeme für die Abbildung von 3D-Zellkulturen an:

• ZEISS LSM 990 mit Airyscan 2: Ideal für hochauflösendes 3D-Imaging mit optischer Schichtung und verbesserter Tiefenreichweite.
• ZEISS Lightsheet 7: Speziell für Aufnahmen gereinigter und lebender 3D-Proben (z. B. Organoide, Embryonen) bei minimaler Phototoxizität.
• Celldiscoverer 7: Ermöglicht die automatisierte Erfassung von Sphäroiden in Multiwellplatten unter physiologischen Bedingungen.
• ZEISS Lightfield 4D: Erfassen Sie große Datenmengen mit nur einem Bild und beschleunigen Sie Ihre Screening-Experimente.

Tools für die Bildanalyse (ZEISS arivis Pro und ZEN 3D) unterstützen den gesamten Arbeitsablauf von der Erfassung bis zur 3D-Darstellung und -Analyse.

Ja, ZEISS bietet leistungsstarke KI-Tools für die Segmentierung, Klassifizierung und quantitative Auswertung von Aufnahmen in der Zellbiologie an. Dazu gehören:

• ZEISS arivis Pro: Eine skalierbare Software zur 3D/4D-Bildanalyse mit Deep-Learning-Plugins für umfangreiche Datensätze beispielsweise aus der Konfokalmikroskopie oder der Airyscan-, Lichtblatt- oder EM-Bildgebung. Sie ermöglicht die Segmentierung ganzer Zellpopulationen, chronologische Beobachtungen und die Visualisierung dynamischer Prozesse in hochdimensionalen Daten.